Marahil walang taong hindi nakakaalam ng pangalang James Joel. Ang mga natuklasan ng physicist na ito ay ginagamit sa buong mundo. Anong landas ang tinahak ng siyentipiko? Anong mga natuklasan ang kanyang ginawa?
Ang buhay ng isang natatanging physicist
Si James Joule ay isinilang noong Disyembre 24, 1818. Ang talambuhay ng hinaharap na physicist ay nagsisimula sa Ingles na bayan ng Salford, sa pamilya ng isang matagumpay na may-ari ng serbesa. Ang edukasyon ng batang lalaki ay naganap sa bahay, sa loob ng ilang panahon ay tinuruan siya ni John D alton ng pisika at kimika. Salamat sa kanya, ang English physicist ay umibig sa agham.
Si Joule ay walang mabuting kalusugan, gumugol siya ng maraming oras sa bahay, nagsasagawa ng mga pisikal na eksperimento at eksperimento. Nasa edad na 15, dahil sa sakit ng kanyang ama, kinailangan niyang pamahalaan ang serbeserya kasama ang kanyang kapatid. Ang pagtatrabaho sa pabrika ng kanyang ama ay hindi nagbigay sa kanya ng pagkakataong makapag-aral sa unibersidad, kaya't si James Joule ay nagtalaga ng kanyang sarili sa kanyang sariling laboratoryo.
Mula 1838 hanggang 1847, aktibong pinag-aralan ng physicist ang kuryente at ginawa ang kanyang unang pag-unlad sa siyensya. Sa Annals of Electricity, naglathala siya ng isang artikulo tungkol sa kuryente, at noong 1841 ay natuklasan ang isang bagong pisikal na batas, na ngayon ay dinadala ang kanyang pangalan.
Noong 1847, pumasok si Joule sa kanyang una at tanging kasal kay Amelia Grimes. Sa lalong madaling panahon mayroon silaIpinanganak sina Alice Amelia at Benjamin Arthur. Noong 1854, namatay ang kanyang asawa at anak. Si Joule mismo ay namatay noong 1889 sa England, sa lungsod ng Sale.
Sa buong buhay niya, naglathala siya ng humigit-kumulang 97 na mga papel sa pisika, ang ilan sa mga ito ay isinulat kasama ng iba pang mga siyentipiko: Lyon, Thomson, atbp. Para sa mga natatanging tagumpay sa agham at natuklasan ang mga batas ng pisika, siya ay ginawaran ng ilang mga medalya at nakatanggap ng isang panghabambuhay na pensiyon mula sa gobyerno ng UK sa halagang humigit-kumulang 200 pounds.
Mga unang gawa at eksperimento
Habang pinagmamasdan ang mga steam engine sa brewery ng kanyang ama, nagpasya si James Joule na palitan ang mga ito ng mga de-kuryente para sa kahusayan. Noong 1838, naglathala siya ng isang artikulo sa isang siyentipikong journal kung saan inilalarawan niya ang aparato ng isang electromagnetic engine na kanyang naimbento. Noong 1840, lumitaw ang mga bagong de-koryenteng motor sa paggawaan ng serbesa, at ipinagpatuloy ng physicist ang pag-aaral ng electric current at paglabas ng init. Nang maglaon, lumabas na ang mga steam engine ay mas mahusay.
Sa panahon ng mga eksperimento, gumagawa si Joule ng mga thermometer na maaaring magsukat ng temperatura na may katumpakan na 1/200 degrees. Ito ay nagpapahintulot sa kanya upang bungkalin nang mas malalim sa pag-aaral ng thermal effect ng kasalukuyang. Noong 1840, salamat sa karagdagang mga obserbasyon, natuklasan ng physicist ang epekto ng magnetic saturation. Sa parehong taon, ipinadala niya sa Royal Scientific Society ang gawaing "Sa pagbuo ng init sa pamamagitan ng electric current." Ang artikulo ay hindi na-rate. Ang Manchester Literary and Philosophical Journal lang ang sumang-ayon na i-publish ito.
Joule-Lenz Law
Hindi kinikilala ng London Scientific Society, ang artikulo sa kalaunan ay naging isa sa mga pangunahingmga tagumpay ng siyentipiko. Sa artikulo, binanggit ni James Joule ang kaugnayan sa pagitan ng kasalukuyang lakas at ang dami ng init na inilabas. Nagtalo siya na ang dami ng init na inilalabas sa konduktor ay direktang proporsyonal sa paglaban ng konduktor, ang parisukat ng puwersa at ang oras ng pagdaan ng kasalukuyang.
Sa panahong iyon, isang katulad na teorya ang binuo ni Emilius Lenz. Ang katotohanan na ang conductivity ng isang metal conductor ay nakasalalay sa temperatura ay natuklasan ng isang Russian physicist noong 1832. Upang tumpak na matukoy ang temperatura sa konduktor, nag-imbento ang siyentipiko ng isang espesyal na sisidlan kung saan ibinuhos ang alkohol. Ang kawad kung saan dumaan ang kasalukuyang ay ibinaba sa sisidlan. Susunod, nasubaybayan kung gaano katagal uminit ang alkohol. Gumamit si Joule James Prescott ng katulad na paraan, ngunit gumamit ng tubig bilang likido.
Ang mga resulta ng maraming taon ng pananaliksik na inilathala ni Lenz noong 1843 lamang, ngunit sa kanyang mga akda ay may mas tumpak na mga pang-agham na katwiran kaysa kay Joule, na ang akda noong una ay ayaw man lang mailimbag. Dahil sa primacy ng Joule at ang eksaktong mga kalkulasyon ni Emil Lenz, napagpasyahan na pangalanan ang batas pagkatapos ng pareho. Sa paglipas ng panahon, inilatag ng batas ng Joule-Lenz ang pundasyon para sa thermodynamics.
Magnetostriction
Kaayon ng mga katangian ng electric current, pinag-aaralan ni James Joule ang mga magnetic phenomena. Noong 1842, napansin niya na nagbabago ang laki ng bakal sa ilalim ng impluwensya ng mga magnetic wave. Kung ang mga metal rod ay inilagay sa isang magnetic field, ang haba ng mga ito ay magiging bahagyang mas mahaba.
Nag-alinlangan ang siyentipikong komunidad sa pagkakaroon ng anumang pagtuklas dito. Ang pagbabago sa laki ng mga pamalo aynapakaliit na hindi ito mahuli ng mata ng tao. Ngunit nakabuo ang physicist ng isang espesyal na pamamaraan kung saan nakakuha siya ng visual na ebidensya.
Mamaya ay lumabas na ang ibang mga metal ay mayroon ding ganitong epekto, at ang phenomenon mismo ay tinawag na magnetostriction. Ngayon, maraming mga aplikasyon ang natagpuan para sa pagtuklas ng Joule. Halimbawa, ang mga magnetostrictive na metal ay nagsisilbing materyal ng isang waveguide para sa pagsukat ng antas ng tubig sa mga tangke. Ginagamit din ang phenomenon na ito para gumawa ng mga tag sa mga anti-theft system.
Mga eksperimento sa gas
Noong 40s, aktibong pinag-aralan ni James Joule ang mga katangian ng gas, lalo na ang mga phenomena na nauugnay sa pagpapalawak at pag-urong nito. Nagsagawa siya ng isang eksperimento sa pagpapalawak ng isang rarefied gas, habang pinatutunayan na ang panloob na enerhiya nito ay hindi nakasalalay sa dami. Ang temperatura lang ng gas ang mahalaga.
Noong 1848, sinukat ni Joule ang bilis ng mga molekula ng gas sa unang pagkakataon sa kasaysayan ng pisika. Ang karanasang ito ay isang maagang gawain sa kinetic theory ng mga gas, na nagbibigay ng lakas sa karagdagang pananaliksik sa lugar na ito. Ang gawain ni Joule ay ipinagpatuloy ng Scot na si James Maxwell.
Para sa isang makabuluhang kontribusyong siyentipiko bilang parangal sa English physicist, ang yunit para sa pagsukat ng trabaho, ang dami ng init at enerhiya, ang Joule, ay pinangalanan.
Joule and Thomson
William Thomson ay nagkaroon ng malaking epekto sa mga aktibidad ni Joule at sa kanyang pagkilala sa siyentipikong mundo. Nagpulong ang mga siyentipiko noong 1847 nang magpakita si Joule ng ulat tungkol sa mga sukat ng mekanikal na katumbas ng init sa British Association of Scientists.
Bago hindi sineseryoso si Thomson Joule sa mga siyentipikong grupo. Sino ang nakakaalam, marahil ay hindi natin malalaman ang mga batas ng pisika na natuklasan niya kung hindi ipinaliwanag ni William Thomas ang kahalagahan nito sa mga “snob” ng komunidad ng Britanya.
Magkasama, pinag-aralan ng mga physicist ang mga katangian ng mga gas, na natuklasan na ang gas ay pinapalamig sa panahon ng adiabatic throttling. Iyon ay, ang temperatura ng gas (o likido) ay bumababa sa panahon ng pagpasa sa orifice (nakahiwalay na balbula). Ang phenomenon ay tinatawag na Joule-Thomson effect. Ngayon ang phenomenon na ito ay ginagamit upang makakuha ng mababang temperatura.
Gumawa rin ang mga siyentipiko sa thermodynamic scale, na ipinangalan sa pamagat ni Lord Kelvin, na pagmamay-ari ni William Thomson.
Pag-amin ni James Joule
Naungusan pa rin ng katanyagan at pagkilala ang English physicist. Noong 1950s, naging miyembro siya ng Royal Society of London at iginawad ang Royal Medal. Noong 1866 natanggap niya ang Copley medal at kalaunan ang Albert medal.
Ilang beses naging Presidente si Joule ng British Scientific Association. Ginawaran siya ng Doctor of Laws degree mula sa Dublin College, Edinburgh at Oxford Universities.
May isang estatwa bilang karangalan sa kanya sa City Hall sa Manchester at isang memorial sa Westminster Abbey. Mayroong James Joule crater sa dulong bahagi ng Buwan.
Konklusyon
Ang sikat na siyentipiko, na ang pangalan ay ibinigay sa mga batas ng pisika at mga yunit ng pagsukat, ay hindi makamit ang pagkilala. Salamat sa kanyatiyaga at trabaho, hindi siya tumigil bago ang maraming kabiguan. Sa huli, pinatunayan niya ang karapatan sa kanyang lugar sa ilalim ng araw, o hindi bababa sa isang lunar crater.
